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石墨层间化合物（GICs）具有高导电、导热、密封、能量储存及转换等诸多优良特性，应用潜力巨大。但传统的制备方法，如双室法、液相插层法、电化学法等要么条件过于苛刻，要么结构难以控制，未能实现批量制备。熔盐法属于液相插层法之一，是制备三元及多元GICs的常用方法，设备及工艺简单，是最有可能实现GICs批量制备的方法之一。其工艺中需要抽真空并密封，因此反应器为玻璃管，便于熔封和加热。然而玻璃反应器的容积小、耐热温度低、耐压性能差，大大限制了新型GICs的合成及性能研究。本文以天然鳞片石墨为宿主，FeCl3和NiCl2为插入物，通过省掉抽真空环节的简化熔盐法制备了三元FeCl3-NiCl2-GICs，并对其工艺因素、插层过程及FeCl3-NiCl2-GICs还原前后的微波吸收性能进行了详细研究。具体结论如下：1、系统考察了省掉抽真空环节后的熔盐法制备过程中，各工艺因素对FeCl3-NiCl2-GICs阶结构的影响，设计并加工了大容量不锈钢反应器。结果表明，在玻璃反应器中存在定量空气（反应中空气的量无增减）的条件下，可以获得不同阶结构的GICs。产物阶结构随石墨粒度、石墨/氯化物比、NiCl2/FeCl3比、反应温度、反应时间及压力等工艺因素的变化规律与传统熔盐法一致；由未抽真空而引入的定量空气中的氧会与石墨反应，但主要分布在鳞片的表面及边缘，对FeCl3-NiCl2-GICs的整体结构未造成大的影响。以此为依据自行设计的不锈钢反应器的GICs单次制备量约为250g，实现了实验室GICs的小批量制备。熔盐法制备工艺的简化和反应器的改进为新型GICs制备、性能及应用研究创造了条件。2、根据三元GICs的结构特点，提出了四个有效表征三元FeCl3-NiCl2-GICs结构完善程度的评价指标：目标阶的体积分数V1、单个鳞片内Ni元素分布的均匀程度σ，产物中Ni与Fe元素的摩尔比S、产物与反应物中Ni和Fe元素的摩尔比之比S′。以上述四个参数为标准，对FeCl3-NiCl2-GICs的阶结构进行调控，确定了新反应器中合成纯阶FeCl3-NiCl2-GICs的最佳工艺条件。三元FeCl3-NiCl2-GICs结构评价指标的确立，避免了只用阶数作为多元GICs结构表征的片面性，突出了其结构特点，实现了GICs三元化程度的定量表征，对三元GICs微结构及工艺优化具有指导意义。采用XRD、SEM、EDS、Raman、HRTEM等分析手段对纯阶FeCl3-NiCl2-GICs的表面形貌、元素组成及分布、晶体结构等微观结构进行了表征。结果表明，FeCl3、NiCl2与天然鳞片石墨进行插层反应后，形成了石墨碳层与FeCl3和NiCl2交替排列，尺寸为5-10nm的GIC岛畴结构，其晶格条纹出现了弯曲，丧失了石墨中原有的连贯的特征；受插层反应剧烈程度的影响，一阶GICs的鳞片边缘遭到较大程度的腐蚀而呈锯齿状，随着GICs阶数的升高腐蚀程度逐渐减弱，逐渐接近原始石墨的形貌特征。3、详细研究了FeCl3-NiCl2-GICs在2-18GHz波段的微波吸收性能，及与之相关的导电性和磁性。微波吸收性能研究表明，FeCl3-NiCl2-GICs是一种吸收效果良好的轻质微波吸收剂，尤其在低频区；其微波损耗机制以介电损耗为主，因此其吸波性能受GICs导电率的影响；在考察范围内吸收剂与粘结剂石蜡的最佳质量比为1：1。粒度为100目的一阶FeCl3-NiCl2-GICs的微波损耗最大，吸波材料（MAM）厚度为5mm时最大理论反射损耗（TRL）为-11dB，匹配频率为3.2GHz。4、对三元FeCl3-NiCl2-GICs的插层过程及NiCl2的扩散方式进行了详细研究。按三元FeCl3-NiCl2-GICs的插层反应特点可将其反应过程分五个阶段：FeCl3、NiCl2的选择性吸附和插层阶段、FeCl3-GICs骨架形成阶段、FeCl3、NiCl2联合扩散的三元化初期阶段、NiCl2单独嵌入三元化阶段、阶畴三元化阶段。其中的控制环节为第三元NiCl2的扩散，在微区及阶畴内的均匀程度及插入量控制着GICs的三元化程度。对于FeCl3、NiCl2与石墨组成的混合体系，在500℃以下72h以内，第三元NiCl2在石墨层间的扩散方式为单独嵌入和与FeCl3联合插入，以单独嵌入式为主。FeCl3-NiCl2-GICs插层过程及机理的研究结论则为我们指明了改善三元GICs微结构的方法和途径。5、对FeCl3-NiCl2-GIC的还原工艺及还原产物的微波吸收性能进行了系统考察。实验确定了氢气、金属Na、水合肼及硼氢化钠等还原剂对FeCl3-NiCl2-GICs的还原效果。结果表明氢气对Cl元素的去除效果最好，且不会引入杂质。在此基础上，系统考察氢气为还原剂的还原过程中，还原温度、还原时间及石墨粒度等工艺参数对还原效果的影响。最佳还原条件下，二阶FeCl3-NiCl2-GICs还原产物中Cl元素的摩尔百分含量为31%。还原产物的物相构成为FeNi合金、石墨和FeCl2，其中合金颗粒尺寸在20-200nm之间，均匀的分散在石墨烯层片间。造成FeCl2不能被完全还原的主要原因是石墨的空间位阻效应。FeCl3-NiCl2-GIC还原产物的磁性为软磁性，其微波吸收性能较GICs有所增强，是一种较好的宽频、轻质微波吸收剂。MAM厚度为1mm时FeNi/C500损耗量大于-4dB的带宽为7GHz，覆盖了整个Ku（12.4-18GHz）波段；FeNi/C600在低频区具有较好的微波吸收效果，MAM厚度为2mm时，其最大反射损耗为-4.5dB，匹配频率为3.5GHz。6、以FeCl3-NiCl2-GIC的研究结果为指导，设计并制备了FeCl3-CoCl2-GICs及其还原产物，所得的FeCo/石墨纳米复合材料具有更好的微波吸收性能。三元过渡金属氯化物-GICs还原方法、工艺及性能的研究结果，为新型过渡金属/石墨纳米复合材料的设计及制备提供了实验依据，展示了一条设计和制备新型质轻、宽频的微波吸收材料的途径。